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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 光強(qiáng)、光質(zhì)和培養(yǎng)基質(zhì)對(duì)馬鈴薯脫毒基礎(chǔ)苗工廠化生產(chǎn)的影響
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)屬茄科茄屬一年生草本植物。它廣泛分布在五大洲140多個(gè)國家,總產(chǎn)和栽培面積居世界糧食作物的第4位。馬鈴薯適合扎根于多種生態(tài)地區(qū)，抗旱本領(lǐng)大，營養(yǎng)豐富而全面，是一種重要的糧菜兼用作物。近年來,寧夏馬鈴薯是山生產(chǎn)發(fā)展速度較快,已成為我國馬鈴薯生產(chǎn)的主產(chǎn)區(qū)之一，尤其區(qū),成為了他們脫貧致富的金豆豆。
- 詳細(xì)介紹：
- 馬鈴薯(Solanum tuberousum. L)是糧、菜、飼兼用作物,具有產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富、適應(yīng)性廣和耐儲(chǔ)運(yùn)等特點(diǎn)[1]。主要以無性方式繁殖，易感染多種病毒，表現(xiàn)為薯塊明顯變小、畸形、種性退化、產(chǎn)量下降等，嚴(yán)重時(shí)失去種用價(jià)值[2]。目前生產(chǎn)中主要采取莖尖剝離組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行種薯脫毒，在脫毒培養(yǎng)過程不但需要適宜的培養(yǎng)基質(zhì)，而且需要人工提供光照。培養(yǎng)基質(zhì)是作物生長的重要環(huán)境條件之一，有了適宜的生長環(huán)境，才能提高作物的生產(chǎn)質(zhì)量和生物產(chǎn)量，要想提高作物的生物產(chǎn)量，必須從脫毒基礎(chǔ)苗生長的基質(zhì)入手培育壯苗，才能保障原原種的高質(zhì)量生產(chǎn)。在大田生產(chǎn)中，關(guān)于農(nóng)藝措施與作物產(chǎn)、質(zhì)量相關(guān)的研究非常之多，如王喜枝[12]等研究認(rèn)為增施氮肥和鉀肥都可以提高小麥干物質(zhì)積累量,尤其在拔節(jié)至抽穗期單株干物質(zhì)積累，趙廣才[13]等研究認(rèn)為，各品種小麥的面筋含量和面筋指數(shù)隨灌水次數(shù)增加而升高，馬少康[14] 等研究表明，開花期和灌漿期灌水有利于小麥產(chǎn)量和千粒重的提高。張含彬[15]等研究認(rèn)為，施入一定量的氮有助于大豆根系的干物質(zhì)積累及活力提高，但是大田生產(chǎn)環(huán)境問題非常復(fù)雜，如土壤營養(yǎng)狀況、溫濕條件等難以完全控制，與組培快繁生產(chǎn)條件相比存在許多不同之處，尤其在組培快繁生產(chǎn)中，培養(yǎng)基質(zhì)的營養(yǎng)成分完全可以量化，便于操作和控制，為研究其它相關(guān)影響因素提供了優(yōu)越的試驗(yàn)環(huán)境條件，如G.-Y. KAI[16]研究了培養(yǎng)基質(zhì)接種外植體誘導(dǎo)芽分化的影響， N.N. Sikuli[17] 研究在相同的培養(yǎng)基中加入不同的離子濃度對(duì)毛狀根生物產(chǎn)量和生物堿的影響不同，劉勇[18]對(duì)脫毒苗的扦插基質(zhì)進(jìn)行了研究，唯有趙玉平[19]研究了不同培養(yǎng)基介質(zhì)對(duì)馬鈴薯脫毒試管苗的生長和生產(chǎn)成本的影響。光照是馬鈴薯組培的必備條件之一。適量的光照和適宜的光質(zhì)有助于脫毒基礎(chǔ)苗的生長發(fā)育，如果補(bǔ)充的光照不足或光質(zhì)不適宜，則引起脫毒基礎(chǔ)苗生長狀況不良出現(xiàn)弱苗；如果補(bǔ)充的光照過強(qiáng)，會(huì)使植株矮化、葉片發(fā)紅嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致植株死亡，同時(shí)耗費(fèi)更多的電能，造成脫毒基礎(chǔ)苗生產(chǎn)成本加大。因此，有效的光質(zhì)和適量的光照強(qiáng)度不僅是壯苗的有效途徑之一，也是降低脫毒基礎(chǔ)苗生產(chǎn)成本的重要方法之一。在這方面，國內(nèi)外科研工作者已經(jīng)做了大量的研究工作，如：陳凱、孔繁春[3,23]等研究了光照強(qiáng)度對(duì)馬鈴薯脫毒試管苗組培快繁的影響，霍鳳蘭、曾述容[1-2]等探討了光照對(duì)馬鈴薯試管薯誘導(dǎo)的影響，常宏、潘新仿[4-5]等研究了光質(zhì)對(duì)馬鈴薯試管薯形成的影響，A. Chanemougasoundharam, D. Sarkar, S.K. Pande[28]等研究了不同密封類型培養(yǎng)對(duì)馬鈴薯試管苗生長和葉綠素含量的影響，Kris Pruski, Tess Astatkie and Jerzy Nowak[29]研究了在不同介質(zhì)和光照條件下，茉莉酮酸酯對(duì)兩個(gè)馬鈴薯品種（馬鈴薯屬）的體外塊莖形成和膨脹的影響等等。綜合分析已有成果發(fā)現(xiàn)，圍繞培養(yǎng)基質(zhì)主要分析了基質(zhì)的類型[3,11,19,24]、理化性質(zhì)[7-11]，優(yōu)化了基質(zhì)配方，沒有結(jié)合不同熟性馬鈴薯生育特點(diǎn)，有針對(duì)性的研發(fā)專用材料培養(yǎng)基質(zhì)；而光照對(duì)脫毒馬鈴薯生產(chǎn)的影響重點(diǎn)進(jìn)行了光照對(duì)試管薯結(jié)薯影響的相關(guān)研究極少涉及到光照對(duì)脫毒基礎(chǔ)苗壯苗相關(guān)研究。據(jù)此，本試驗(yàn)采用二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，分別研究了品種與基質(zhì)、光質(zhì)與光照強(qiáng)度對(duì)馬鈴薯脫毒基礎(chǔ)苗生長發(fā)育的影響,旨在為馬鈴薯工廠化生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)種薯提供廉價(jià)、環(huán)保、高效的基質(zhì)材料和適宜的光質(zhì)、光照強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，為馬鈴薯脫毒種薯產(chǎn)業(yè)化組培快繁提供科學(xué)依據(jù)。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)屬茄科茄屬一年生草本植物。我們采用二因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，探討光強(qiáng)、光質(zhì)、培養(yǎng)基質(zhì)對(duì)馬鈴薯不同基因型品種脫毒基礎(chǔ)苗生長發(fā)育的影響以及光強(qiáng)、光質(zhì)、培養(yǎng)基質(zhì)對(duì)工廠化生產(chǎn)成本的影響，建立高效、快速、低成本的關(guān)鍵技術(shù)方法，解決目前生產(chǎn)中存在的成本高，生長周期長，苗弱等問題，為寧夏乃至西北地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本項(xiàng)目以細(xì)胞工程和細(xì)胞生物學(xué)為理論基礎(chǔ)，利用植物組培快繁技術(shù)，采用生物統(tǒng)計(jì)原理設(shè)計(jì)試驗(yàn)，可確保試驗(yàn)的可靠性、準(zhǔn)確性和科學(xué)性。 獨(dú)到之處：1、我們從別人沒有研究過的,或者是研究不足的方面入手，建立科學(xué)、高效、快速、低成本的技術(shù)體系。2、解決目前生產(chǎn)中存在的生長周期長，苗弱的關(guān)鍵技術(shù)問題。3、解決目前生產(chǎn)中存在的成本高的問題，從而大大降低了工廠化生產(chǎn)成本，提高了工廠化生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 通過該項(xiàng)目的研究，可解決目前生產(chǎn)中存在的生長周期長，苗弱的關(guān)鍵技術(shù)問題和目前生產(chǎn)中存在成本高的問題。本項(xiàng)目實(shí)施后，可提供優(yōu)質(zhì)、低成本的脫毒種苗，保證了優(yōu)質(zhì)種薯的生產(chǎn)質(zhì)量，對(duì)西部馬鈴薯種薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有極大的促進(jìn)作用，有利于推進(jìn)馬鈴薯資源優(yōu)勢(shì)向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化，對(duì)擴(kuò)內(nèi)需、保增長、調(diào)結(jié)構(gòu)、惠民生具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)也是馬鈴薯種薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本試驗(yàn)以大西洋、克新1號(hào)、青薯168脫毒基礎(chǔ)苗為試驗(yàn)材料，采用二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),研究不同光質(zhì)和光強(qiáng)、基因型品種和培養(yǎng)基質(zhì)對(duì)馬鈴薯脫毒基礎(chǔ)苗生物量、地上部和地下部形態(tài)特征的影響。結(jié)果表明： 紅光和白光對(duì)大西洋和克新１號(hào)、白光對(duì)青薯168的生物量和地上部形態(tài)葉片數(shù)、株高和莖粗的形成有利。對(duì)地下部根條數(shù)、根長形態(tài)建成而言；大西洋以紅光、克新１號(hào)以紅光和白光、青薯168以白光為佳。光強(qiáng)為2900-4600Lux能顯著提高3個(gè)品種的生物量、地上部形態(tài)建成及地下部形態(tài)建成。比較早熟基因型品種大西洋、中熟基因型品種克新1號(hào)和晚熟基因型品種青薯168在瓊脂、卡拉膠和液體培養(yǎng)基中的基礎(chǔ)苗農(nóng)藝性狀，結(jié)果表明均以液體培養(yǎng)基為最佳。在最佳培養(yǎng)條件下，可縮短馬鈴薯脫毒基礎(chǔ)苗培養(yǎng)時(shí)間9天，同時(shí)還可降低馬鈴薯工廠化生產(chǎn)成本。
獲獎(jiǎng)情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 開展本課題的研究，從源頭抓起，具有立項(xiàng)針對(duì)性強(qiáng)、有特色，實(shí)驗(yàn)方法切實(shí)可行，解決了馬鈴薯工廠化生產(chǎn)組培苗成本高，生長周期長，可為農(nóng)業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的馬鈴薯種苗，對(duì)發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有很高的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
- [1] 楊小琴,李善才,李增偉,等.馬鈴薯莖尖脫毒組織培養(yǎng)技術(shù)研究綜述[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科,2009,(22):85-86,88. [2] 吳興泉,陳士華,王朔,等.馬鈴薯莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2009,37(3):1039-1040. [3] 張鳳軍,張永成,毛玉金.馬鈴薯根組織培養(yǎng)與植株再生[J].青海農(nóng)林科技. 2009,(4):57-59. [4] 王巧玲,李淑芳,王麗愛.馬鈴薯脫毒試管苗壯苗培育初探[J].馬鈴薯雜志, 1999, 13(3):155-156. [5] 高 軍,張永成. 幾種植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯脫毒試管苗生長的影響[J].種子, 2009, 27 (5): 77-79. [6] 鄭 萍,朱淑婉,王火旭.馬鈴薯脫毒試管苗促壯研究[J]. 北方園藝,2008(1):186-188. [7] 郭洪蕓,傅連海.光照強(qiáng)度對(duì)馬鈴薯脫毒苗生長及微型薯形成的影響.馬鈴薯雜志，19948（4）,222-223. [8] 陳 凱,劉 穎,盧月霞.培養(yǎng)基與光照強(qiáng)度對(duì)馬鈴薯脫毒試管苗組培快繁的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科平學(xué),2005,33(9):1628. [9] 李 娟,程智慧,張國裕.馬鈴薯葉片高效再生體系的建立[J].西北植物學(xué)報(bào),2004,24(4):610—614. [10] 趙映琴,劉玉匯,王 麗,等.低磷脅迫下馬鈴薯試管苗生長及生理指標(biāo)變化研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2009,27(5):183—187.
同類課題研究水平概述
- 馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)屬茄科茄屬一年生草本植物。它廣泛分布在五大洲140多個(gè)國家,總產(chǎn)和栽培面積居世界糧食作物的第4位, 是糧、菜、飼兼用作物。 馬鈴薯又叫洋芋、洋山芋、土豆、山藥蛋,具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，含有豐富的維生素A和維生素C以及礦物質(zhì)，優(yōu)質(zhì)淀粉含量約為16.5％，還含有大量木質(zhì)素等，被譽(yù)為人類的“第二面包”。其所含的維生素是胡蘿卜的2倍、大白菜的3倍、西紅柿的4倍，維生素C的含量為蔬菜之最。 利用組織培養(yǎng)技術(shù)對(duì)馬鈴薯進(jìn)行研究開始較早，國內(nèi)的有：如郭洪蕓，傅連海研究了光照強(qiáng)度對(duì)馬鈴薯脫毒苗生長及微型薯形成的影響；史俊，王永平，霍鳳蘭等研究了蔗糖濃度及光照對(duì)馬鈴薯微型薯誘導(dǎo)的影響；陳凱,劉穎等研究了培養(yǎng)基與光照強(qiáng)度對(duì)馬鈴薯脫毒試管苗組培快繁的影響；常宏,王玉萍等研究了光質(zhì)對(duì)馬鈴薯試管薯形成的影響；季彥林,王旺田等研究了不同光質(zhì)對(duì)馬鈴薯塊莖糖苷生物堿積累的誘導(dǎo)效應(yīng)；蔡興奎，柳俊，謝從華研究了馬鈴薯栽培種與野生種葉肉細(xì)胞融合及體細(xì)胞雜種鑒定；李鳳云,盛萬民,劉昭軍等研究了馬鈴薯品種遺傳多樣性的RAPD和AFLP標(biāo)記分析；張萬明，王志明，陳開陸等研究了蒽酮比色法測(cè)定馬鈴薯淀粉深加工工藝廢液總糖含量；方志明研究了抗生素對(duì)馬鈴薯脫毒試管苗的影響。國外的有：如A. Chanemougasoundharam, D. Sarkar, S.K. Pande等研究了不同密封類型培養(yǎng)對(duì)馬鈴薯試管苗生長和葉綠素含量的影響；R. C. B. Hutten, E. J. M. M. Scholberg, D. J. Huigen等分析了馬鈴薯雙單倍體誘導(dǎo)和種子親本相互傳粉的生產(chǎn)能力；Claude Urbany, Benjamin Stich, Lysann Schmidt等在馬鈴薯遺傳協(xié)會(huì)提出了對(duì)馬鈴薯塊莖擦傷和酶組織變色的新見解；G.C. Percival, M.S. Karim and G.R. Dixon研究了光照導(dǎo)致馬鈴薯體外病原體的控制;Kris Pruski, Tess Astatkie and Jerzy Nowak研究了在不同介質(zhì)和光照條件下，茉莉酮酸酯對(duì)兩個(gè)馬鈴薯品種（馬鈴薯屬）的體外塊莖形成和膨脹的影響。
